DE10392702B4 - Electrically conductive fluid distribution element with electrically conductive coating, method for its production and fuel cells with the fluid distribution element - Google Patents
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Abstract
Verfahren
zum Herstellen eines elektrisch leitenden Fluidverteilungselements,
mit den Schritten, dass:
ein Substrat vorgesehen wird;
das
Substrat mit einem Ionenstrahl gereinigt wird; und
eine elektrisch
leitende Beschichtung auf dem Substrat durch PVD auf eine Dicke
von weniger als 100 nm abgeschieden wird,
wobei das Reinigen
und das Abscheiden im Wesentlichen simultan ausgeführt werden.A method of manufacturing an electrically conductive fluid distribution element comprising the steps of:
a substrate is provided;
the substrate is cleaned with an ion beam; and
depositing an electrically conductive coating on the substrate by PVD to a thickness of less than 100 nm,
wherein the cleaning and the deposition are carried out substantially simultaneously.
Description
GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung betrifft Brennstoffzellen und insbesondere elektrisch leitende Fluidverteilungselemente und deren Herstellung für derartige Brennstoffzellen.The The present invention relates to fuel cells and more particularly electrically conductive fluid distribution elements and their production for such fuel cells.
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
Brennstoffzellen sind als eine Energie- bzw. Antriebsquelle für Elektrofahrzeuge und andere Anwendungen vorgeschlagen worden. Eine bekannte Brennstoffzelle ist die Brennstoffzelle mit Protonenaustauschmembran (PEM), die eine sogenannte "Membranelektrodenanordnung" mit einem dünnen Festpolymermembranelektrolyten umfasst, der auf einer Seite des Membranelektrolyten eine Anode und auf der entgegengesetzte Seite des Membranelektrolyten eine Kathode umfasst. Die Membranelektrodenanordnung ist schichtartig zwischen einem Paar elektrisch leitender Fluidverteilungselemente angeordnet, die als Stromkollektoren für die Anode und Kathode dienen. Es sind Strömungsfelder bzw. Gasverteilerfelder zur Verteilung der gasförmigen Reaktanden der Brennstoffzelle über die Oberflächen der jeweiligen Anode und Kathode vorgesehen. Die elektrisch leitenden Fluidverteilungselemente können selbst einen Teil des Strömungsfeldes in der Form geeigneter Kanäle und Öffnungen darin zur Verteilung der gasförmigen Reaktanden der Brennstoffzelle (d. h. H2 und O2) über die Oberflächen der jeweiligen Anode und Kathode bilden.Fuel cells have been proposed as a power source for electric vehicles and other applications. A known fuel cell is the proton exchange membrane (PEM) fuel cell, which comprises a so-called "membrane electrode assembly" comprising a thin solid polymer membrane electrolyte having an anode on one side of the membrane electrolyte and a cathode on the opposite side of the membrane electrolyte. The membrane electrode assembly is sandwiched between a pair of electrically conductive fluid distribution elements that serve as current collectors for the anode and cathode. Flow fields or gas distributor fields are provided for distributing the gaseous reactants of the fuel cell over the surfaces of the respective anode and cathode. The electrically conductive fluid distribution elements may themselves form part of the flow field in the form of suitable channels and openings therein for distributing the gaseous reactants of the fuel cell (ie, H 2 and O 2 ) across the surfaces of the respective anode and cathode.
Ein Brennstoffzellenstapel umfasst eine Vielzahl der in elektrischer Reihe aneinander gestapelten Membranelektrodenanordnungen. Die Membranelektrodenanordnungen sind voneinander durch die undurchlässigen, elektrisch leitenden Fluidverteilungselemente getrennt, die auch als bipolare Platten bzw. Bipolplatten bekannt sind. Die bipolare Platte besitzt zwei Hauptflächen, von denen eine zu der Anode einer Zelle und die andere Fläche zu der Kathode der nächsten benachbarten Zelle in dem Stapel weist. Die Platte leitet elektrischen Strom zwischen den benachbarten Zellen. Kontaktelemente an den Enden des Stapels stehen nur mit den Endzellen in Kontakt und werden daher als Endplatten bezeichnet.One Fuel cell stack includes a plurality of in electrical Row of stacked membrane electrode assemblies. The membrane electrode assemblies are separated from each other by the impermeable, electrically conductive Fluid distribution elements separated, which also as bipolar plates or Bipolar plates are known. The bipolar plate has two major surfaces, from one to the anode of one cell and the other to the surface Cathode of the next has adjacent cell in the stack. The plate conducts electrical Electricity between the neighboring cells. Contact elements at the ends of the stack are only in contact with the end cells and therefore become referred to as end plates.
In einer PEM-Brennstoffzellenumgebung, die H2 und O2 (optional Luft) verwendet, stehen die bipolaren Platten und andere Kontaktelemente (beispielsweise Endplatten) in ständigem Kontakt mit sauren Lösungen (pH 3–5) und arbeiten bei erhöhten Temperaturen in der Größenordnung von 60 Grad Celsius bis 100 Grad Celsius. Überdies arbeitet die Kathode in einer stark oxidierenden Umgebung, während sie Druckluft ausgesetzt ist. Die Anode ist beständig einer harten Umgebung von unter Druck stehendem Wasserstoff ausgesetzt. Daher bestehen viele der herkömmlichen Kontaktelemente aus Metall und müssen gegenüber Säuren, Oxidation wie auch Wasserstoffversprödung in der Brennstoffzellenumgebung beständig sein. Metalle, die diese Kriterien erfüllen, sind jedoch teuer.In a PEM fuel cell environment using H 2 and O 2 (optionally air), the bipolar plates and other contact elements (eg, end plates) are in constant contact with acid solutions (pH 3-5) and operate at elevated temperatures of the order of 60 degrees Celsius to 100 degrees Celsius. Moreover, the cathode operates in a highly oxidizing environment while exposed to compressed air. The anode is consistently exposed to a harsh environment of pressurized hydrogen. Therefore, many of the conventional contact elements are made of metal and must be resistant to acids, oxidation as well as hydrogen embrittlement in the fuel cell environment. However, metals that meet these criteria are expensive.
Leichtmetalle, wie beispielsweise Aluminium und Titan und deren Legierungen, wie auch rostfreier Stahl sind zur Verwendung bei der Herstellung bipolarer Platten von Brennstoffzellen vorgeschlagen worden. Derartige Metalle sind besser leitend und können in sehr dünne Platten geformt werden. Unglücklicherweise sind derartige Leichtmetalle anfällig gegenüber Korrosion in der rauhen Brennstoffzellenumgebung, und daraus hergestellte bipolare Platten lösen sich entweder (beispielsweise in dem Fall von Aluminium) oder bilden Passivierungsoxidfilme mit hohem elektrischem Widerstand auf ihrer Oberfläche (beispielsweise in dem Fall von Titan, rostfreiem Stahl und Aluminium), der den Innenwiderstand der Brennstoffzelle erhöht und ihre Leistungsfähigkeit verringert. Um dieses Problem zu lösen, ist vorgeschlagen worden, die bipolaren Platten aus Leichtmetall mit einer Kombination aus Schichten zu beschichten, die sowohl elektrisch leitfähig als auch korrosionsbeständig sind, um dadurch das darunterliegende Metall zu schützen. Siehe beispielsweise Li et al., RE 37,284 E, die auf den Anmelder der vorliegenden Erfindung übertragen ist.Light metals, such as aluminum and titanium and their alloys, such as stainless steel is also more bipolar for use in manufacturing Plates of fuel cells have been proposed. Such metals are more conductive and can in very thin Plates are formed. Unfortunately Such light metals are susceptible to corrosion in the harsh fuel cell environment, and made of it loosen bipolar plates either (for example in the case of aluminum) or form Passivation oxide films with high electrical resistance on their Surface (for example in the case of titanium, stainless steel and aluminum) containing the Internal resistance of the fuel cell increases and reduces their efficiency. To solve this problem, has been proposed, the bipolar plates made of light metal to coat with a combination of layers that are both electric conductive as well as corrosion resistant are to thereby protect the underlying metal. Please refer For example, Li et al., RE 37,284 E assigned to the assignee of transmitted to the present invention is.
Diese lagenartigen Beschichtungen sind jedoch teuer aufgrund der Dicke, die auf den Platten abgeschieden werden muss, um diese vor Korrosion zu schützen. Ein anderer Nachteil besteht darin, dass sich die Eigenschaften dieser dicken Schichten verschlechtern, während sie hohen Stapelkompressionsdrücken ausgesetzt werden, wodurch die Korrosionsbeständigkeit verringert wird.These however, sheet-like coatings are expensive due to the thickness, which must be deposited on the plates to prevent them from corrosion protect. Another disadvantage is that the properties These thick layers degrade while exposed to high stack compression pressures which reduces corrosion resistance.
Aus
der
In
der
Aus
der
Es besteht daher ein Bedarf nach einer bipolaren Platte, die leicht und kostengünstig hergestellt werden kann, die korrosionsbeständig ist, wie auch einen hohen Grad an Leitfähigkeit besitzt.It There is therefore a need for a bipolar plate that is light and cost-effective can be made, which is resistant to corrosion, as well as a high Degree of conductivity has.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung sieht ein elektrisch leitendes Fluidverteilungselement für eine Brennstoffzelle vor, das ein elektrisch leitendes Substrat mit einer ersten und zweiten Hauptfläche, ein Strömungsfeld an der ersten Fläche zur Verteilung von Fluid entlang der ersten Fläche und eine elektrisch leitende Beschichtung an der ersten Fläche umfasst, die ein Edelmetall oder eine Verbindung, die ein Edelmetall enthält, umfasst. Dabei soll das Edelmetall aus Ru, Rh, Pd, Ag, Ir, Pt und Os und bevorzugt aus Au wie auch deren Mischungen gewählt werden.The The present invention provides an electrically conductive fluid distribution element for a fuel cell vor, which is an electrically conductive substrate having a first and second main surface, a flow field on the first surface for distributing fluid along the first surface and an electrically conductive one Coating on the first surface comprises, which comprises a noble metal or a compound containing a noble metal. Here, the precious metal of Ru, Rh, Pd, Ag, Ir, Pt and Os and preferably from Au as well as their mixtures are selected.
Die Beschichtung ist relativ dünn und besitzt eine Dicke von weniger als 100 nm, besser weniger als 80 nm, noch besser weniger als 50 nm, bevorzugt 20 nm und liegt am bevorzugtesten in einem Bereich von 10 bis 20 nm. Die Beschichtung ist ebenfalls bevorzugt relativ glatt, wenn sie durch ionenstrahlunterstützte PVD (engl. physical vapour deposition; physikalische Gasphasenabscheidung) aufgebracht wird.The Coating is relatively thin and has a thickness of less than 100 nm, better less than 80 nm, more preferably less than 50 nm, preferably 20 nm and is most preferably in a range of 10 to 20 nm. The coating is also preferably relatively smooth when supported by ion beam assisted PVD (physical vapor deposition, physical vapor deposition) is applied.
Die vorliegende Erfindung sieht auch ein Verfahren zur ionenstrahlunterstützten PVD zur Beschichtung des elektrisch leitenden Fluidverteilungselements mit der leitenden Beschichtung aus Edelmetall sowie eine das erfindungsgemäße Fluidverteilungselement aufweisende Brennstoffzelle vor.The The present invention also provides a method of ion beam assisted PVD for coating the electrically conductive fluid distribution element with the conductive coating of precious metal and a fluid distribution element according to the invention fuel cell.
Weitere Anwendungsgebiete der vorliegenden Erfindung sind nachfolgend detaillierter beschrieben. Es sei zu verstehen, dass die detaillierte Beschreibung wie auch die spezifischen Beispiele, während sie die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung angeben, nur zu Zwecken der Veranschaulichung und nicht dazu bestimmt sind, den Schutzumfang der Erfindung zu beschränken.Further Areas of application of the present invention are more detailed below described. It should be understood that the detailed description as well as the specific examples, while being the preferred embodiment specify the invention, for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the invention.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden nur beispielhaft unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in welchen: The The present invention will now be described by way of example only to the accompanying drawings, in which:
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION THE PREFERRED EMBODIMENTS
Die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen ist lediglich beispielhafter Natur und nicht dazu bestimmt, die Erfindung, ihre Anwendung bzw. ihren Gebrauch zu beschränken.The The following description of the preferred embodiments is merely exemplary nature and not intended to the invention, their Application or their use.
Die
Metalllage
Gemäß der vorliegenden
Erfindung, und wie am besten in
Eine
andere Möglichkeit
besteht darin, lediglich die Stege
Bei
einer ersten Ausführungsform
umfasst ein die Lagen
Bei
einer zweiten Ausführungsform
ist in
Bei
anderen Aspekten der zweiten Ausführungsform variiert die Beschichtung
Bei
einem Aspekt der zweiten Ausführungsform
ist es möglich,
alle Innenöffnungen
Bei
einer dritten Ausführungsform,
wie in
Gemäß der dritten
Ausführungsform
(
Zusätzlich zu
dem Polymermaterial
Bei
einer vierten Ausführungsform,
die in den
Der
Hauptkörperabschnitt
Die
rohrförmigen
Elemente
Wie
es derzeit bevorzugt ist, sind die rohrförmigen Elemente
Die
leitenden Elemente
Wie
in
Es ist offensichtlich, dass die Anwendung einer leitenden Beschichtung auf eine beliebige Kombination von Flächen eines Schaums oder einer Planaren Lage möglich ist, und ferner, dass eine Beschichtung des Schaums auf ein beliebiges gewünschtes Ausmaß durch seine Dicke hindurch ebenfalls möglich ist. Es ist auch offensichtlich, dass in dem Fall von Verbund- oder Fasermaterial die Metallbeschichtung die elektrische Leitfähigkeit steigert oder zumindest erleichtert.It It is obvious that the application of a conductive coating on any combination of surfaces of a foam or one Planar situation possible is, and further, that a coating of the foam on any desired extent its thickness also possible is. It is also obvious that in the case of composite or Fiber material the metal coating the electrical conductivity increases or at least relieves.
Nun
wird unter Bezugnahme auf
Wie
in
Das
durch die leitende Beschichtung
Eine Ionenkanone wird dazu verwendet, das Substrat sauber zu sputtern. Wenn die Ionenkanone das Substrat sauber sputtert, wird ein Elektronenstrahl dazu verwendet, die Edelmetalle zu schmelzen und zu verdampfen. Die Edelmetalle werden dann auf dem Substrat mit einer Rate von 0,10 nm/s auf eine Dicke von weniger als 80 nm abgeschieden, die durch Dickenüberwachungseinrichtungen beobachtet wird.A Ion gun is used to sputter clean the substrate. When the ion gun sputters the substrate clean, it becomes an electron beam used to melt and vaporize the precious metals. The precious metals are then deposited on the substrate at a rate of 0.10 nm / s deposited to a thickness of less than 80 nm by Dick monitoring devices is observed.
Ein
wichtiger Aspekt des Verfahrens zur innenunterstützten PVD besteht darin, dass
die Sputterreinigung des Substrates und das Aufbringen der leitende
Beschichtung im Wesentlichen simultan erfolgt. Durch das simultan
stattfindende Sputterreinigen und Beschichten des Substrates kann
die leitende Beschichtung
Der
vorliegende Prozess stellt eine Verbesserung gegenüber einem
nacheinander erfolgenden Reinigen und Abscheiden dar. Wenn das Substrat, das
verwendet wird, ein Metallsubstrat ist, wie beispielsweise Titan
oder rostfreier Stahl, bildet sich ein Oxidfilm in der Zeit zwischen
der stattfindenden Reinigung und der Abscheidung des Metalls auf
dem Substrat über
PVD. Durch simultan erfolgendes Reinigen des Substrates und Abscheiden
des Edelmetalls wird die Oxidschicht vollständig und kontinuierlich entfernt,
wodurch eine Oxidbildung oder andere Schädi gung der Oberfläche verhindert
oder zumindest wesentlich verringert wird. Das gleichzeitig ablaufende
Reinigen des Substrates und Abscheiden des Edelmetalls kann aufgrund
der Tatsache erreicht werden, dass die Ionenenergien, die erforderlich sind,
um die Oxidschicht zu entfernen, niedrig sind. Da die Ionenenergien
niedrig sind, sind die beschießenden
Ionenflüsse
allgemein kleiner als die Abscheidungsatomflüsse, die von den Elektronenkanonen
A und B abgegeben werden. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Oxide, die entfernt
werden, leichter als das Metall sind, das auf dem Substrat als leitende
Beschichtung
Es sei zu verstehen, dass ein wichtiges Merkmal der Erfindung die Abscheidung einer Metallbeschichtung auf einer im Wesentlichen reinen Oberfläche ist. Bei einem bevorzugten Aspekt wird eine Oberflächenreinigung des Substrates über Ionenkanone begonnen, gerade bevor die Metallabscheidung eingeleitet wird. Anschließend werden die Reinigung wie auch die Metallabscheidung simultan weitergeführt, um den Abscheidungsprozess fertig zu stellen.It Let it be understood that an important feature of the invention is the deposition a metal coating on a substantially clean surface. In a preferred aspect, a surface cleaning of the substrate via ion gun begun just before the metal deposition is initiated. Then be the cleaning as well as the metal deposition continued simultaneously to complete the deposition process.
Wie oben beschrieben ist, wird die Anhaftung der Beschichtung durch Abscheidung der Metallbeschichtung auf einer reinen Oberfläche stark verbessert und hält somit einer Delaminierung bzw. einem Abblättern von dem Substrat stand. Wenn beispielsweise an eine Beschichtung ein kathodischer Strom im Bereich von 10 mA/cm2–50 mA/cm2 in einer Lösung von 0,5 M H2SO4 zyklisch angelegt wird, wird Wasserstoffgas (H2) entwickelt, das bei Beschichtungen nach dem Stand der Technik zur Folge hatte, dass diese von dem Substrat abblätterten oder sich diese von dem Substrat ablösten. Wenn jedoch die Beschichtung durch das innenunterstützte PVD-Verfahren der vorliegenden Erfindung abgeschieden wird, hält die ausgezeichnete Anhaftung der Beschichtung an der sauberen Oberfläche des Substrates der Delaminierung von dem Substrat stand, die durch das entwickelte H2 bewirkt wird, wenn der kathodische Strom angelegt wird.As described above, the adhesion of the coating is greatly enhanced by depositing the metal coating on a clean surface, thus resisting delamination from the substrate. For example, when a cathodic current in the range of 10 mA / cm 2 -50 mA / cm 2 in a solution of 0.5 MH 2 SO 4 is applied cyclically to a coating, hydrogen gas (H 2 ) is developed As a result of the prior art, these peeled off from the substrate or detached from the substrate. However, when the coating is deposited by the internally assisted PVD process of the present invention, the excellent adhesion of the coating to the clean surface of the substrate resists delamination from the substrate caused by the evolved H 2 when the cathodic current is applied ,
Es sei zu verstehen, dass die Verwendung einer innenunterstützten PVD eine Verbesserung gegenüber bisherigen Abscheidungsverfahren, wie beispielweise dem Sputtern von Au, darstellt. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Steuerung des Plasmas beim Sputtern zufällig erfolgt, da die Richtung, die Energie wie auch der Ionenfluss, der auf das Substrat auftritt, nicht reguliert werden kann. Im Gegensatz dazu sieht die innenunterstützte PVD eine unabhängige Steuerung der Abscheidungsparameter aufgrund der Tatsache vor, dass die Ionenstrahlen, die bei der ionenunterstützen PVD verwendet werden, eine niedrige Energie besitzen, wie auch gut parallel gerichtet sind, wobei Divergenzwinkel nur einige wenige Grad betragen.It should be understood that the use of internally assisted PVD is an improvement over previous deposition techniques, such as sputtering of Au. This is due to the fact that the control of the plasma occurs randomly during sputtering, since the direction, energy as well as the ion flux that occurs on the substrate can not be regulated. In contrast, the internally assisted PVD provides independent control of the deposition parameters Because of the fact that the ion beams used in the ion-assisted PVD have low energy, as well as being well-parallel, divergence angles being only a few degrees.
Nachfolgend werden detailliert experimentelle Details bezüglich einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform ist Gold als das Edelmetall ausgewählt, das auf einem Substrat aus 316L rostfreiem Stahl durch innenunterstützte PVD abgeschieden werden soll.following Be detailed experimental details regarding a preferred embodiment of the present invention. In this preferred embodiment Gold is selected as the precious metal that is on a substrate Made of 316L stainless steel deposited by internally assisted PVD should.
Bei einer ersten Serie von Experimenten wurde Gold auf Substraten aus rostfreiem Stahl durch Elektronenstrahlverdampfung in einem Ultrahochvakuum abgeschieden. Die Substrate aus rostfreiem Stahl wurden unter Verwendung eines Ultraschallbades zuerst mit Aceton und anschließend mit Methanol über jeweils 15 Minuten gereinigt. Es hat sich herausgestellt, dass die Goldbeschichtung eine sehr schlechte Anhaftung besaß.at In a first series of experiments, gold was deposited on substrates stainless steel by electron beam evaporation in an ultrahigh vacuum deposited. The stainless steel substrates were used an ultrasonic bath first with acetone and then with methanol over each Cleaned for 15 minutes. It turned out that the gold coating had a very bad attachment.
Bei einer zweiten Serie von Experimenten wurde das Substrat aus rostfreiem Stahl sandgestrahlt und anschließend unter Verwendung des Ultraschallbades mit Aceton und anschließend Methanol vor der Abscheidung von Gold auf dem Substrat gereinigt. Die Anhaftung war zwar verbessert, die Beschichtung versagte jedoch, als sie in eine Korrosionstestlösung gebracht wurde.at In a second series of experiments, the substrate was made of stainless steel Steel sandblasted and then using the ultrasonic bath with acetone and then Methanol was purified before depositing gold on the substrate. Although the adhesion was improved, the coating failed, when she was in a corrosion test solution was brought.
Bei einer dritten Serie von Experimenten wurde das Substrat aus rostfreiem Stahl elektrochemisch gereinigt, bevor es in dem Ultraschallbad aus Aceton und anschließend Methanol angeordnet wurde. Wiederum war die Anhaftung des Goldes verbessert, jedoch versagte die Beschichtung, als sie in eine Korrosionstestlösung gebracht wurde.at In a third series of experiments, the substrate was made of stainless steel Steel is electrochemically cleaned before it is in the ultrasonic bath from acetone and then Methanol was arranged. Again, the attachment of the gold was improved, however, the coating failed when placed in a corrosion test solution has been.
Bei einer vierten Serie von Experimenten wurde das innenunterstützte PVD-Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet. Die Ionenkanone, die verwendet wurde, war ein 100 bis 500 eV Ar+-Strahl mit einer Stromdichte von 1 bis 20 mA/cm2 für 2 bis 10 Minuten. Das Verdampfungsquellenmaterial war 99,99% reines Gold von Johnson-Matthey. Die Substrate aus 316L rostfreiem Stahl, die verwendet wurden, waren Plättchen mit 25,4 mm × 25,4 mm (1'' × 1''), die zunächst in einem Ultraschallbad aus Aceton und anschließend Methanol für jeweils 15 Minuten gereinigt wurden. Die Substrate aus rostfreiem Stahl wurden dann in die Abscheidungskammer der Vorrichtung zur innenunterstützten PVD geladen und darin so lange gehalten, bis der Druck kleiner als 2 × 10–7 Torr 2,67·10–5 Pa betrug. Der Basisdruck der Abscheidungskammer lag typischerweise im mittleren 10–9 Torr-Bereich 1.33·10–7 Pa und war stets niedriger als 1 × 10–8 Torr 1.33·10–6 Pa. Als die Ionenkanone das Substrat aus rostfreiem Stahl gereinigt hatte, wurde eine Goldbeschichtung mit der einzelnen Elektronenstrahlverdampfungsquelle mit einer Rate von 0,10 nm/s bei einer Temperatur von 35 Grad Celsius bis 40 Grad Celsius abgeschieden. Die Goldbeschichtungen zeigten eine ausgezeichnete Anhaftung, sogar nachdem sie in einer Korrosionstestlösung für nahezu 100 Stunden angeordnet wurden.In a fourth series of experiments, the internally assisted PVD method of the present invention was used. The ion gun used was a 100 to 500 eV Ar + beam with a current density of 1 to 20 mA / cm 2 for 2 to 10 minutes. The evaporation source material was 99.99% pure gold from Johnson-Matthey. The 316L stainless steel substrates used were 25.4 mm x 25.4 mm (1 "x 1") wafers which were first cleaned in an ultrasonic bath of acetone and then methanol for 15 minutes each. The stainless steel substrates were then loaded into the deposition chamber of the internally assisted PVD apparatus and held therein until the pressure was less than 2 × 10 -7 Torr 2.67 × 10 -5 Pa. The base pressure of the deposition chamber was typically 1.33 × 10 -7 Pa in the mid-10 -9 Torr range and was always lower than 1 × 10 -8 Torr 1.33 × 10 -6 Pa. When the ion gun cleaned the stainless steel substrate, a gold plating was deposited with the single electron beam evaporation source at a rate of 0.10 nm / s at a temperature of 35 degrees Celsius to 40 degrees Celsius. The gold coatings showed excellent adhesion even after being placed in a corrosion test solution for nearly 100 hours.
Im Vergleich zu Abscheidungstechniken nach dem Stand der Technik, wie beispielsweise galvanischen Vorgängen, sieht die vorliegende Erfindung erhebliche Vorteile vor. Beispielsweise ist die Abscheidung von Edelmetallen durch Galvanisieren auf einem Substrat sehr teuer. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass eine dicke Beschichtung von etwa 100 nm oder mehr erforderlich ist, um eine Korrosion des Substrates zu verhindern, wenn ein Metallsubstrat, wie beispielsweise rostfreier Stahl, Aluminium oder Titan, verwendet wird. Ferner ist, wenn das Galvanisieren verwendet wird, die Anhaftung des Edelmetalls an dem Substrat schlecht. Daher wird, um die Anhaftung zu verbessern, eine Zwischenlage aus einem anderen Metall, wie beispielsweise Nickel, verwendet. Dies trägt zusätzlich zu einer Instabilität in der Brennstoffzellenumgebung weiter zu den Herstellkosten bei. Durch Verwendung des innenunterstützten Verfahrens der vorliegenden Erfindung ist keine Zwischenlage erforderlich, und es kann eine geringe Dicke von nur 10–20 nm verwendet werden, wodurch die Herstellkosten gesenkt werden können.in the Comparison to deposition techniques of the prior art, such as for example galvanic processes, The present invention provides significant advantages. For example is the deposition of precious metals by electroplating on one Substrate very expensive. This is due to the fact that a thick coating of about 100 nm or more is required to prevent corrosion of the substrate when a metal substrate, such as stainless steel, aluminum or titanium used becomes. Further, when the plating is used, the adhesion is of the noble metal on the substrate bad. Therefore, to the attachment To improve, a liner of another metal, such as Nickel, used. This carries additionally to an instability in the fuel cell environment further to the manufacturing costs. By using the internally assisted method of the present invention Invention, no liner is required, and it may be a small thickness of only 10-20 nm can be used, whereby the manufacturing costs can be reduced.
Ferner
kann, wie in den
Die
Im
Gegensatz dazu zeigt, wie in
Ein
noch weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, wie oben und
bei der ersten Ausführungsform
beschrieben ist, die optionale Beschichtung der Innenflächen
Dieser
Vorteil der vorliegenden Erfindung wurde geprüft, indem eine bipolare Platte,
die durch einen Klebstoff verbunden war, in einem Bad aus deionisiertem
Wasser bei 80 Grad Celsius angeordnet wurde. Die bipolare Platte
wies sogar nach 5000 Stunden noch einen minimalen Widerstand zwischen den
Lagen
Ein
noch weiterer Vorteil der Verwendung einer über innenunterstützte PVD
abgeschiedenen Edelmetallbeschichtung besteht darin, dass mit dem Kompressionsdruck
nur eine geringe Variation des Kontaktwiderstandes im Vergleich
zu einer herkömmlich
bekannten Beschichtung einhergeht, wie beispielsweise Acheson. Dies
ist in
Die
Auswirkungen der vorliegenden Erfindung auf den Kontaktwiderstand
wie auch die Zellenspannung sind auch in
Ein
weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass
die leitende Beschichtung eine Passivierung der bipolaren Platten
verhindert. Wie in
Es
wurden auch potentiostatische Korrosionsexperimente über 100
Stunden bei sowohl +0,6 V (gegenüber
Ag/AgCl) in Luft als auch bei –0,4
V (Ag/AgCl) in Wasserstoff für
ein Substrat aus rostfreiem Stahl, das mit 10 nm Au beschichtet
wurde, durchgeführt.
Wie in
Wie aus der vorhergehenden detaillierten Beschreibung zu sehen ist, sieht die vorliegende Erfindung eine ultradünne leitende Beschichtung vor, die aus einem Edelmetall gebildet ist, das die Oberfläche eines Substrates ausreichend bedeckt, um eine Korrosion zu verhindern, und einen niedrigen Kontaktwiderstand für ein elektrisches leitendes Fluidverteilungselement vorsieht, das die Gesamtleistungsfähigkeit einer Brennstoffzelle verbessert. Ferner werden aufgrund dessen, dass die Beschichtung mit einer ultraniedrigen Beladung eines Edelmetalls beschichtet ist, die Produktionskosten zum Herstellen eines elektrisch leitenden Fluidverteilungselements auf einem Minimum gehalten.As from the foregoing detailed description, The present invention provides an ultrathin conductive coating which Made of a precious metal, which is the surface of a Substrate sufficiently covered to prevent corrosion and a low contact resistance for an electrically conductive Fluid distribution element provides that the overall performance a fuel cell improved. Furthermore, because of this, that the coating is coated with an ultra-low loading of a noble metal is the production cost of producing an electrically conductive Fluid distribution element kept to a minimum.
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---|---|---|---|
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10392702T5 DE10392702T5 (en) | 2005-06-02 |
DE10392702B4 true DE10392702B4 (en) | 2009-05-07 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10392702T Expired - Lifetime DE10392702B4 (en) | 2002-06-05 | 2003-05-30 | Electrically conductive fluid distribution element with electrically conductive coating, method for its production and fuel cells with the fluid distribution element |
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---|---|
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WO (1) | WO2003105254A1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007026339B4 (en) * | 2006-06-09 | 2011-07-14 | GM Global Technology Operations LLC, ( n. d. Ges. d. Staates Delaware ), Mich. | Fuel cell with a flow field plate, method for producing such a flow field plate and use of the aforementioned fuel cell |
DE102012103383A1 (en) * | 2012-04-18 | 2013-10-24 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Method for producing a carrier substrate, carrier substrate and electrochemical device |
DE102020206774A1 (en) | 2020-05-29 | 2021-12-02 | Sgl Carbon Se | Bipolar flat element |
Families Citing this family (92)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7592089B2 (en) * | 2000-08-31 | 2009-09-22 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Fuel cell with variable porosity gas distribution layers |
US6866958B2 (en) * | 2002-06-05 | 2005-03-15 | General Motors Corporation | Ultra-low loadings of Au for stainless steel bipolar plates |
US20040106031A1 (en) * | 2002-07-25 | 2004-06-03 | Scott Sherman | Metal foam interconnect |
JP4003942B2 (en) * | 2002-08-06 | 2007-11-07 | 本田技研工業株式会社 | Fuel cell separator and fuel cell |
KR20040016378A (en) * | 2002-08-16 | 2004-02-21 | 대주전자재료 주식회사 | Separator for a fuel cell employing a solid polymer electrolytic membrane |
US6838202B2 (en) * | 2002-08-19 | 2005-01-04 | General Motors Corporation | Fuel cell bipolar plate having a conductive foam as a coolant layer |
US7009136B2 (en) * | 2002-10-09 | 2006-03-07 | General Motors Corporation | Method of fabricating a bipolar plate assembly |
SE0302903L (en) * | 2003-11-04 | 2005-05-05 | Dieter Neidhardt | Device for enlarging an image on a monitor of an apparatus |
US20050100774A1 (en) * | 2003-11-07 | 2005-05-12 | Abd Elhamid Mahmoud H. | Novel electrical contact element for a fuel cell |
US7344798B2 (en) * | 2003-11-07 | 2008-03-18 | General Motors Corporation | Low contact resistance bonding method for bipolar plates in a pem fuel cell |
JP5403642B2 (en) * | 2003-11-07 | 2014-01-29 | 大同特殊鋼株式会社 | Corrosion resistant conductive material |
US8101319B2 (en) * | 2004-05-20 | 2012-01-24 | GM Global Technology Operations LLC | Approach to make a high performance membrane electrode assembly (MEA) for a PEM fuel cell |
US7419546B2 (en) | 2004-06-18 | 2008-09-02 | Basf Fuel Cell Gmbh | Gas diffusion electrodes, membrane-electrode assemblies and method for the production thereof |
US7955754B2 (en) * | 2004-07-20 | 2011-06-07 | GM Global Technology Operations LLC | Enhanced stability bipolar plate |
KR100637490B1 (en) * | 2004-09-17 | 2006-10-20 | 삼성에스디아이 주식회사 | Stack for fuel cell and fuel cell system with the same |
US7700212B2 (en) * | 2004-10-07 | 2010-04-20 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Bipolar plate with enhanced stability |
US7632592B2 (en) | 2004-11-01 | 2009-12-15 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Method of fabricating corrosion-resistant bipolar plate |
US7709145B2 (en) * | 2004-11-12 | 2010-05-04 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Hydrophilic surface modification of bipolar plate |
US20060216571A1 (en) * | 2005-03-24 | 2006-09-28 | Gayatri Vyas | Metal oxide based hydrophilic coatings for PEM fuel cell bipolar plates |
US8029943B2 (en) * | 2005-02-28 | 2011-10-04 | GM Global Technology Operations LLC | Method to make conductive hydrophilic fuel cell elements |
US8182884B2 (en) * | 2005-02-28 | 2012-05-22 | GM Global Technology Operations LLC | Process for application of a hydrophilic coating to fuel cell bipolar plates |
US20060216570A1 (en) * | 2005-03-24 | 2006-09-28 | Gayatri Vyas | Durable hydrophilic coatings for fuel cell bipolar plates |
US20060257711A1 (en) * | 2005-05-12 | 2006-11-16 | Elhamid Mahmoud H A | Electrically conductive fluid distribution plate for fuel cells |
US8623573B2 (en) * | 2005-05-12 | 2014-01-07 | GM Global Technology Operations LLC | Porous, electrically conductive fluid distribution plate for fuel cells |
US8735016B2 (en) | 2005-05-12 | 2014-05-27 | GM Global Technology Operations LLC | Hydrophilic, electrically conductive fluid distribution plate for fuel cell |
US7759017B2 (en) | 2005-05-18 | 2010-07-20 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Membrane electrode assembly (MEA) architecture for improved durability for a PEM fuel cell |
US20070003813A1 (en) * | 2005-06-30 | 2007-01-04 | General Motors Corporation | Stable conductive and hydrophilic fuel cell contact element |
US8377607B2 (en) * | 2005-06-30 | 2013-02-19 | GM Global Technology Operations LLC | Fuel cell contact element including a TiO2 layer and a conductive layer |
US8017280B2 (en) | 2005-07-13 | 2011-09-13 | GM Global Technology Operations LLC | Metal fluid distribution plate with an adhesion promoting layer and polymeric layer |
US20070036890A1 (en) * | 2005-08-12 | 2007-02-15 | Feng Zhong | Method of making a fuel cell component using a mask |
WO2007021679A2 (en) * | 2005-08-12 | 2007-02-22 | General Motors Global Technology Operations, Inc. | Hydrophilic coating for fuel cell bipolar plate and methods of making the same |
CN101375442B (en) * | 2005-08-12 | 2011-11-16 | 通用汽车环球科技运作公司 | Fuel cell component with coating including nanoparticles |
US7883819B2 (en) * | 2005-08-30 | 2011-02-08 | Gm Global Technologies Operations, Inc. | Hybrid electrically conductive fluid distribution separator plate assembly for fuel cells |
US8470488B2 (en) * | 2005-11-23 | 2013-06-25 | GM Global Technology Operations LLC | Metallic bipolar plates with high electrochemical stability and improved water management |
CN100362684C (en) * | 2005-11-25 | 2008-01-16 | 大连交通大学 | Method for preparing surface modified stainless steel as biplar plate for proton exchange membrane fuel cell |
US7897295B2 (en) * | 2005-12-20 | 2011-03-01 | GM Global Technology Operations LLC | Surface engineering of bipolar plate materials for better water management |
US8574716B2 (en) * | 2006-01-23 | 2013-11-05 | Hitachi Chemical Co., Ltd. | Ionic polymer devices and methods of fabricating the same |
US7870745B2 (en) | 2006-03-16 | 2011-01-18 | Bsst Llc | Thermoelectric device efficiency enhancement using dynamic feedback |
JP5200334B2 (en) * | 2006-05-29 | 2013-06-05 | トヨタ自動車株式会社 | Metal member having noble metal plating and method for manufacturing the same |
JP5050434B2 (en) * | 2006-07-27 | 2012-10-17 | トヨタ自動車株式会社 | Fuel cell |
JP5205814B2 (en) * | 2006-08-09 | 2013-06-05 | 大同特殊鋼株式会社 | Metal separator for fuel cell and fuel cell using the same |
US7807316B2 (en) * | 2006-11-01 | 2010-10-05 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Fuel cell stack compression retention system with external springs |
US8455155B2 (en) * | 2006-11-22 | 2013-06-04 | GM Global Technology Operations LLC | Inexpensive approach for coating bipolar plates for PEM fuel cells |
FR2911219B1 (en) * | 2007-01-09 | 2009-05-15 | Conception Dev Michelin S A | BIPOLAR PLATE FOR FUEL CELL WITH POLYMERIC MEMBRANE |
US7862936B2 (en) * | 2007-01-12 | 2011-01-04 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Water removal channel for PEM fuel cell stack headers |
US20080248358A1 (en) * | 2007-01-23 | 2008-10-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Polymer electrolyte fuel cell and production method thereof |
EP1978582A1 (en) * | 2007-04-05 | 2008-10-08 | Atotech Deutschland Gmbh | Process for the preparation of electrodes for use in a fuel cell |
US8277986B2 (en) | 2007-07-02 | 2012-10-02 | GM Global Technology Operations LLC | Bipolar plate with microgrooves for improved water transport |
US9011667B2 (en) * | 2007-09-27 | 2015-04-21 | GM Global Technology Operations LLC | Nanotube assembly, bipolar plate and process of making the same |
US7741243B2 (en) * | 2007-10-05 | 2010-06-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Production method of catalyst layer |
KR100839193B1 (en) * | 2008-01-21 | 2008-06-17 | 현대하이스코 주식회사 | Metallic bipolar plate having surface layer which carbon particles dispersed in the binder polymer for fuel cell and its manufacturing method |
US7891795B2 (en) | 2008-03-03 | 2011-02-22 | Silverbrook Research Pty Ltd | Printer comprising priming pump and downstream expansion chamber |
JP5291368B2 (en) * | 2008-03-28 | 2013-09-18 | Jx日鉱日石金属株式会社 | Fuel cell separator material, fuel cell separator using the same, fuel cell stack, and method for producing fuel cell separator material |
US8148035B2 (en) * | 2008-05-16 | 2012-04-03 | GM Global Technology Operations LLC | Bipolar plate coating architecture for fuel cells and methods of making and using the same |
JP6148432B2 (en) * | 2008-06-23 | 2017-06-14 | ヌヴェラ・フュエル・セルズ,エルエルシー | Fuel cell with reduced mass transfer limits |
US8758957B2 (en) * | 2008-07-29 | 2014-06-24 | GM Global Technology Operations LLC | Graphene coated SS bipolar plates |
KR101301831B1 (en) * | 2008-11-28 | 2013-08-29 | 제이엑스 닛코 닛세키 킨조쿠 가부시키가이샤 | Fuel cell separator material, fuel cell separator using same, and fuel cell stack |
JP5222250B2 (en) * | 2009-08-20 | 2013-06-26 | 住友ゴム工業株式会社 | Run flat tire |
ITMI20091531A1 (en) * | 2009-09-03 | 2011-03-04 | Industrie De Nora Spa | CONTINUOUS ACTIVATION OF ELECTROCLAMED STRUCTURES WITH VACUUM DEPOSITION TECHNIQUES |
EP2489749B1 (en) * | 2009-10-14 | 2019-08-07 | Japan Science and Technology Agency | Processes for producing precursor for functionally gradient material and producing functionally gradient material, precursor for functionally gradient material, and functionally gradient material |
TWI375347B (en) * | 2009-11-20 | 2012-10-21 | Ind Tech Res Inst | Manufacture method of bi-polar plates of fuel cell and bi-polar plates thereof |
US8542465B2 (en) | 2010-03-17 | 2013-09-24 | Western Digital Technologies, Inc. | Suspension assembly having a microactuator electrically connected to a gold coating on a stainless steel surface |
US8885299B1 (en) | 2010-05-24 | 2014-11-11 | Hutchinson Technology Incorporated | Low resistance ground joints for dual stage actuation disk drive suspensions |
WO2011150458A1 (en) * | 2010-06-01 | 2011-12-08 | The University Of Queensland | A fuel cell stack |
WO2011162431A1 (en) * | 2010-06-24 | 2011-12-29 | 현대하이스코 주식회사 | Separator plate for a fuel cell and a production method therefor |
US8665567B2 (en) | 2010-06-30 | 2014-03-04 | Western Digital Technologies, Inc. | Suspension assembly having a microactuator grounded to a flexure |
TWI512129B (en) * | 2010-08-06 | 2015-12-11 | Industrie De Nora Spa | Continuous activation of electrodic structures by means of vacuum deposition techniques |
DE102011004235A1 (en) * | 2011-02-16 | 2012-08-16 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Method for manufacturing carrier substrate for electrochemical device, involves forming protective film and/or protective film forming layer for defining inner surface of carrier material to obtain internally coated carrier material |
US20130034801A1 (en) * | 2011-08-05 | 2013-02-07 | EnerFuel, Inc, | Bipolar plate assembly having an adjustment member |
CN103703597B (en) | 2011-08-09 | 2016-02-10 | Jx日矿日石金属株式会社 | Fuel cell spacer material, use its fuel cell spacer and the manufacture method of fuel cell pack and fuel cell spacer material |
US9001469B2 (en) | 2012-03-16 | 2015-04-07 | Hutchinson Technology Incorporated | Mid-loadbeam dual stage actuated (DSA) disk drive head suspension |
CN104205216A (en) | 2012-03-22 | 2014-12-10 | 哈特奇桑科技公司 | Ground feature for disk drive head suspension flexures |
WO2014043498A2 (en) | 2012-09-14 | 2014-03-20 | Hutchinson Technology Incorporated | Co-located gimbal-based dual stage actuation disk drive suspensions |
JP6356682B2 (en) | 2012-10-10 | 2018-07-11 | ハッチンソン テクノロジー インコーポレイテッドHutchinson Technology Incorporated | Suspension with two-stage operation structure |
US8941951B2 (en) | 2012-11-28 | 2015-01-27 | Hutchinson Technology Incorporated | Head suspension flexure with integrated strain sensor and sputtered traces |
US8891206B2 (en) | 2012-12-17 | 2014-11-18 | Hutchinson Technology Incorporated | Co-located gimbal-based dual stage actuation disk drive suspensions with motor stiffener |
US8896969B1 (en) | 2013-05-23 | 2014-11-25 | Hutchinson Technology Incorporated | Two-motor co-located gimbal-based dual stage actuation disk drive suspensions with motor stiffeners |
US8717712B1 (en) | 2013-07-15 | 2014-05-06 | Hutchinson Technology Incorporated | Disk drive suspension assembly having a partially flangeless load point dimple |
US8896970B1 (en) | 2013-12-31 | 2014-11-25 | Hutchinson Technology Incorporated | Balanced co-located gimbal-based dual stage actuation disk drive suspensions |
US8867173B1 (en) | 2014-01-03 | 2014-10-21 | Hutchinson Technology Incorporated | Balanced multi-trace transmission in a hard disk drive flexure |
US9070392B1 (en) | 2014-12-16 | 2015-06-30 | Hutchinson Technology Incorporated | Piezoelectric disk drive suspension motors having plated stiffeners |
US9318136B1 (en) | 2014-12-22 | 2016-04-19 | Hutchinson Technology Incorporated | Multilayer disk drive motors having out-of-plane bending |
JP2018028110A (en) * | 2014-12-25 | 2018-02-22 | 日本軽金属株式会社 | Conductive member made of aluminum, and production method thereof |
US9296188B1 (en) | 2015-02-17 | 2016-03-29 | Hutchinson Technology Incorporated | Partial curing of a microactuator mounting adhesive in a disk drive suspension |
CN107735834B (en) | 2015-06-30 | 2019-11-19 | 哈钦森技术股份有限公司 | Disk drive head suspension structure with improved reliability |
DE112016003948T5 (en) | 2015-08-31 | 2018-05-09 | City Of Sapporo | MOLECULAR METHODS FOR EVALUATING A UROTHIAL DISEASE |
US9646638B1 (en) | 2016-05-12 | 2017-05-09 | Hutchinson Technology Incorporated | Co-located gimbal-based DSA disk drive suspension with traces routed around slider pad |
CN108123142B (en) | 2016-11-28 | 2022-01-04 | 财团法人工业技术研究院 | Corrosion-resistant structure and fuel cell comprising same |
JP6887100B2 (en) * | 2016-12-26 | 2021-06-16 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Membrane electrode assembly and electrochemical hydrogen pump |
CN106876742A (en) * | 2017-04-19 | 2017-06-20 | 大连交通大学 | Modified metal double polar plates of polymer electrolyte film fuel cell of DLC and preparation method thereof |
CN109746611B (en) * | 2019-01-30 | 2024-04-26 | 安特(苏州)精密机械有限公司 | Welding fixture for metal bipolar plate |
CN113584441B (en) * | 2021-08-02 | 2023-11-07 | 杭州兴态环保科技有限公司 | Metal bipolar plate coating and preparation method thereof |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000059055A2 (en) * | 1999-03-29 | 2000-10-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Component such as a cell frame and/or pole plate for a pem fuel cell, with reduced contact resistance and method for reducing the contact resistance thereof |
WO2002027838A2 (en) * | 2000-09-26 | 2002-04-04 | Reliant Energy Power Systems, Inc. | Improvement in mass transport for ternary reaction optimization in a proton exchange membrane fuel cell assembly and stack assembly |
DE10058337A1 (en) * | 2000-11-24 | 2002-05-29 | Gen Motors Corp | Sheet product used as a bipolar plate in a fuel cell or in an electrolyzer has a conductive corrosion resistant protective coating made from a metal oxide on one side. |
Family Cites Families (28)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4214969A (en) * | 1979-01-02 | 1980-07-29 | General Electric Company | Low cost bipolar current collector-separator for electrochemical cells |
US4519065A (en) * | 1980-09-22 | 1985-05-21 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Metallized information carrying discs |
EP0339554A3 (en) * | 1988-04-26 | 1989-12-20 | Hauzer Holding B.V. | High-frequency ion beam source |
US4973358A (en) * | 1989-09-06 | 1990-11-27 | Alcan International Limited | Method of producing lightweight foamed metal |
US5086035A (en) * | 1990-02-06 | 1992-02-04 | Eastman Kodak Company | Electrically conductive article (i) |
US5786068A (en) * | 1991-05-03 | 1998-07-28 | Advanced Refractory Technologies, Inc. | Electrically tunable coatings |
US5174870A (en) * | 1991-08-09 | 1992-12-29 | Pct Technology, Inc. | Electrocleaning method |
EP0612538A3 (en) * | 1993-02-22 | 1995-04-05 | Cardiac Pacemakers Inc | Metallized, implantable cardiac electrode. |
US5888593A (en) * | 1994-03-03 | 1999-03-30 | Monsanto Company | Ion beam process for deposition of highly wear-resistant optical coatings |
US5508368A (en) * | 1994-03-03 | 1996-04-16 | Diamonex, Incorporated | Ion beam process for deposition of highly abrasion-resistant coatings |
US5624769A (en) * | 1995-12-22 | 1997-04-29 | General Motors Corporation | Corrosion resistant PEM fuel cell |
US5726524A (en) * | 1996-05-31 | 1998-03-10 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Field emission device having nanostructured emitters |
US6051117A (en) * | 1996-12-12 | 2000-04-18 | Eltech Systems, Corp. | Reticulated metal article combining small pores with large apertures |
AU719341B2 (en) * | 1997-01-22 | 2000-05-04 | De Nora Elettrodi S.P.A. | Method of forming robust metal, metal oxide, and metal alloy layers on ion-conductive polymer membranes |
FR2773644B1 (en) * | 1998-01-15 | 2000-02-04 | Alsthom Cge Alcatel | NON-SINTERED NICKEL ELECTRODE USED IN PARTICULAR IN ELECTROCHEMICAL GENERATORS WITH ALKALINE ELECTROLYTE AND BINDER FOR ACTIVE MATERIAL |
US6096450A (en) * | 1998-02-11 | 2000-08-01 | Plug Power Inc. | Fuel cell assembly fluid flow plate having conductive fibers and rigidizing material therein |
US6103413A (en) * | 1998-05-21 | 2000-08-15 | The Dow Chemical Company | Bipolar plates for electrochemical cells |
US6248467B1 (en) * | 1998-10-23 | 2001-06-19 | The Regents Of The University Of California | Composite bipolar plate for electrochemical cells |
JP2001093538A (en) * | 1999-09-27 | 2001-04-06 | Nisshin Steel Co Ltd | Stainless steel cryogenic fuel cell separator |
EP1248310A4 (en) * | 1999-10-21 | 2006-11-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Polymer electrolyte fuel cell |
US6350539B1 (en) * | 1999-10-25 | 2002-02-26 | General Motors Corporation | Composite gas distribution structure for fuel cell |
US6426863B1 (en) * | 1999-11-25 | 2002-07-30 | Lithium Power Technologies, Inc. | Electrochemical capacitor |
JP4366872B2 (en) * | 2000-03-13 | 2009-11-18 | トヨタ自動車株式会社 | FUEL CELL GAS SEPARATOR, METHOD FOR PRODUCING THE FUEL CELL SEPARATOR, AND FUEL CELL |
JP2001297777A (en) * | 2000-04-13 | 2001-10-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Macromolecular electrolyte fuel cell |
US6649030B1 (en) * | 2000-08-31 | 2003-11-18 | Endovascular Technologies, Inc. | Physical vapor deposition of radiopaque markings on a graft |
DE10065009B4 (en) * | 2000-12-23 | 2004-09-16 | Robert Bosch Gmbh | fuel cell |
US7326669B2 (en) * | 2001-09-20 | 2008-02-05 | Honda Motor Co., Ltd. | Substrate having catalyst compositions on surfaces of opposite sides |
US6866958B2 (en) * | 2002-06-05 | 2005-03-15 | General Motors Corporation | Ultra-low loadings of Au for stainless steel bipolar plates |
-
2002
- 2002-06-05 US US10/163,393 patent/US6866958B2/en not_active Expired - Lifetime
-
2003
- 2003-05-30 WO PCT/US2003/017039 patent/WO2003105254A1/en active Application Filing
- 2003-05-30 CN CN038179792A patent/CN1672274B/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-05-30 DE DE10392702T patent/DE10392702B4/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-05-30 JP JP2004512220A patent/JP4638731B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2003-05-30 AU AU2003274331A patent/AU2003274331A1/en not_active Abandoned
-
2005
- 2005-01-31 US US11/047,508 patent/US7625654B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000059055A2 (en) * | 1999-03-29 | 2000-10-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Component such as a cell frame and/or pole plate for a pem fuel cell, with reduced contact resistance and method for reducing the contact resistance thereof |
WO2002027838A2 (en) * | 2000-09-26 | 2002-04-04 | Reliant Energy Power Systems, Inc. | Improvement in mass transport for ternary reaction optimization in a proton exchange membrane fuel cell assembly and stack assembly |
DE10058337A1 (en) * | 2000-11-24 | 2002-05-29 | Gen Motors Corp | Sheet product used as a bipolar plate in a fuel cell or in an electrolyzer has a conductive corrosion resistant protective coating made from a metal oxide on one side. |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007026339B4 (en) * | 2006-06-09 | 2011-07-14 | GM Global Technology Operations LLC, ( n. d. Ges. d. Staates Delaware ), Mich. | Fuel cell with a flow field plate, method for producing such a flow field plate and use of the aforementioned fuel cell |
DE102012103383A1 (en) * | 2012-04-18 | 2013-10-24 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Method for producing a carrier substrate, carrier substrate and electrochemical device |
DE102020206774A1 (en) | 2020-05-29 | 2021-12-02 | Sgl Carbon Se | Bipolar flat element |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN1672274B (en) | 2012-05-02 |
WO2003105254A1 (en) | 2003-12-18 |
JP2005529466A (en) | 2005-09-29 |
AU2003274331A1 (en) | 2003-12-22 |
CN1672274A (en) | 2005-09-21 |
DE10392702T5 (en) | 2005-06-02 |
US7625654B2 (en) | 2009-12-01 |
US20050158607A1 (en) | 2005-07-21 |
JP4638731B2 (en) | 2011-02-23 |
US20030228512A1 (en) | 2003-12-11 |
US6866958B2 (en) | 2005-03-15 |
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